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试议碳化物热处理与钒—钛合金对高铬铸铁碳化物形态和力学性能影响工作

收藏本文 2024-02-01 点赞:34424 浏览:150332 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:高铬铸铁是已被广泛运用的耐磨材料,在冶金矿山、机械工业、建材工业和国防工业等领域,受到了广泛的好评,主要是由于在性能较好的基体中,孤立分布着高硬度的M7C3型的碳化物,该碳化物硬度高达1200~1800Hv,呈不连续的网状分布。与其它白口铸铁相比,具有较好的耐磨能力。但铸态时高铬铸铁性能并没有达到实际运用的要求,多数都要通过热处理才能达到所要求的耐磨能力。随着高铬铸铁探讨的逐渐深入,对合金元素在高铬铸铁中的作用的探讨越来越多,为了更好地提升性能和合理的利用资源,降低贵重合金的含量,选用相对便宜的合金替代,有必要就合金元素对高铬铸铁组织和性能进行更加深入的探讨。本论文正是通过添加不同含量的钒和钛元素,并通过热处理工艺的转变,进行一系列的比较试验,来探讨钒、钛及热处理工艺对高铬铸铁碳化物形态和力学性能的影响。本论文采取金相显微镜、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计和摆锤式冲击试验机等浅析手段。试验结果表明:适量的V、Ti的加入能够使高铬铸铁中的碳化物形态得到改善,碳化物由原来的网状转变为断网状和块状分布。当添加4%V时,硬度提升了近5HRC,但是冲击韧性变化不大。当添加0.75%Ti时,硬度和冲击韧性都得到了很大改善,此时的碳化物呈弥散分布,网状碳化物基本消失,分布较均匀。对添加0.75%Ti的高铬铸铁进行了淬火和回火的工艺探讨。试验结果表明:随着淬火温度的升高,碳化物趋于向大块状和方向性进展。在900℃的淬火温度下碳化物得到了很好的细化。随着回火温度的升高,碳化物趋于球团化,400℃回火温度下碳化物呈细弥散分布。此时的硬度和冲击韧性也达到了很好的结合,硬度值在58HRC,冲击韧性达到了6.1J/cm2。关键词:高铬铸铁论文钒-钛合金论文热处理论文碳化物论文力学性能论文

    摘要5-7

    Abstract7-14

    引言14-16

    1 文献综述16-36

    1.1 高铬铸铁的概论16-18

    1.2 高铬铸铁的组织特点18-21

    1.2.1 高铬铸铁的组织特点18-20

    1.2.2 高铬铸铁中的碳化物20-21

    1.3 高铬铸铁的热处理21-24

    1.3.1 去稳处理21-22

    1.3.2 高温球化处理22

    1.3.3 亚临界处理22-24

    1.3.4 低温处理24

    1.4 高铬铸铁中的合金元素24-30

    1.4.1 合金元素对凝固历程的影响24-25

    1.4.2 合金元素对固态相变的影响25

    1.4.3 碳化物形成元素的影响25-30

    1.5 高铬铸铁的运用30

    1.6 高铬铸铁的变质处理30-32

    1.7 本课题探讨的作用32-33

    1.8 本课题探讨的内容及技术路线33-36

    2 实验材料及试验策略36-43

    2.1 实验材料36-37

    2.1.1 实验原材料的化学成分36

    2.1.2 高铬铸铁化学成分设计36-37

    2.2 试样的熔炼及浇注37-39

    2.3 试样的热处理39-41

    2.3.1 淬火温度的选择39-40

    2.3.2 回火温度的选择40-41

    2.4 显微组织观察41-42

    2.4.1 金相组织观察41

    2.4.2 环境扫描电镜观察和能谱浅析41

    2.4.3 断口形貌观察41-42

    2.4.4 X 射线衍射浅析42

    2.5 力学性能测试42-43

    2.5.1 摆锤式冲击试验42

    2.5.2 硬度试验42-43

    3 钒对高铬铸铁组织和性能的影响43-54

    3.1 钒含量对高铬铸铁组织的影响43-46

    3.1.1 试验结果与浅析43-45

    3.1.2 讨论45-46

    3.2 X 射线衍射浅析46-47

    3.3 断口形貌浅析47-49

    3.4 钒含量对高铬铸铁力学性能的影响49-53

    3.4.1 试验结果与浅析50-53

    3.5 本章小结53-54

    4 钛对高铬铸铁组织和性能的影响54-62

    4.1 钛含量对高铬铸铁组织的影响54-57

    4.1.1 试验结果与浅析54-56

    4.1.2 讨论56-57

    4.2 X 射线衍射浅析57-58

    4.3 断口形貌浅析58-59

    4.4 钛含量对高铬铸铁力学性能的影响59-61

    4.4.1 试验结果与浅析59-61

    4.5 本章小结61-62

    5 热处理对高铬铸铁组织和性能的影响62-70

    5.1 淬火温度对组织的影响62-65

    5.1.1 实验结果与浅析63-64

    5.1.2 讨论64-65

    5.2 回火温度对组织的影响65-67

    5.2.1 实验结果与浅析65-66

    5.2.2 讨论66-67

    5.3 热处理对高铬铸铁力学性能的影响67-69

    5.3.1 实验结果与浅析67-68

    5.3.2 讨论68-69

    5.4 本章小结69-70

    结论70-72

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